Дзякуй за наведванне сайта Nature.com. Версія браўзера, якой вы карыстаецеся, мае абмежаваную падтрымку CSS. Для дасягнення найлепшых вынікаў рэкамендуем выкарыстоўваць больш новую версію браўзера (або адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer). Тым часам, каб забяспечыць пастаянную падтрымку, мы адлюстроўваем сайт без стыляў і JavaScript.
Мікробны рост у ранах часта праяўляецца ў выглядзе біяплёнак, якія перашкаджаюць гаенню і якія цяжка знішчыць. Новыя сярэбраныя павязкі сцвярджаюць, што змагаюцца з раневымі інфекцыямі, але іх эфектыўнасць у стварэнні антыбіяплёнкі і незалежны ад інфекцыі гаючы эфект звычайна невядомыя. Выкарыстоўваючы мадэлі біяплёнкі залацістага стафілакока і сінегнойнай палачкі in vitro і in vivo, мы паведамляем аб эфектыўнасці павязак, якія генеруюць іоны Ag1+; павязак Ag1+, якія змяшчаюць этылендыамінтэтраацэтавую кіслату і бензэтоній хларыд (Ag1+/EDTA/BC), і павязак, якія змяшчаюць нітрат срэбра (аксісолі Ag), якія выпрацоўваюць іоны Ag1+, Ag2+ і Ag3+ для барацьбы з раневай біяплёнкай і яе ўплывам на гаенне. Павязкі Ag1+ аказалі мінімальны ўплыў на раневую біяплёнку in vitro і на мышэй (C57BL/6j). Наадварот, аксігенаваныя солі Ag і павязкі Ag1+/EDTA/BC значна знізілі колькасць жыццяздольных бактэрый у біяплёнках in vitro і прадэманстравалі значнае зніжэнне бактэрыяльных і EPS-кампанентаў у раневых біяплёнках мышэй. Гэтыя павязкі па-рознаму ўплывалі на гаенне ран, інфікаваных біяплёнкай, і ран, якія не інфікаваныя біяплёнкай, прычым павязкі з кіслародам і соллю аказалі больш спрыяльны ўплыў на рээпітэлізацыю, памер раны і запаленне ў параўнанні з кантрольнымі прэпаратамі і іншымі срэбнымі павязкамі. Розныя фізіка-хімічныя ўласцівасці срэбных павязак могуць па-рознаму ўплываць на раневую біяплёнку і гаенне, і гэта варта ўлічваць пры выбары павязкі для лячэння ран, інфікаваных біяплёнкай.
Хранічныя раны вызначаюцца як «раны, якія не праходзяць звычайныя стадыі гаення своечасова і арганізавана»1. Хранічныя раны ствараюць псіхалагічную, сацыяльную і эканамічную нагрузку на пацыентаў і сістэму аховы здароўя. Штогадовыя выдаткі Нацыянальнай службы аховы здароўя на лячэнне ран і звязаных з імі спадарожных захворванняў ацэньваюцца ў 8,3 мільярда фунтаў стэрлінгаў у 2017–20182 гг. Хранічныя раны таксама з'яўляюцца актуальнай праблемай у Злучаных Штатах, прычым Medicare ацэньвае штогадовыя выдаткі на лячэнне пацыентаў з ранамі ў 28,1–96,8 мільярда долараў3.
Інфекцыя з'яўляецца асноўным фактарам, які перашкаджае гаенню ран. Інфекцыі часта праяўляюцца ў выглядзе біяплёнак, якія прысутнічаюць у 78% хранічных ран, якія не загойваюцца. Біяплёнкі ўтвараюцца, калі мікраарганізмы незваротна прымацоўваюцца да паверхняў, такіх як паверхні раны, і могуць агрэгавацца, утвараючы пазаклеткавыя палімерныя (EPS) супольнасці. Біяплёнка раны асацыюецца з павышанай запаленчай рэакцыяй, якая прыводзіць да пашкоджання тканін, што можа затрымаць або перашкодзіць гаенню4. Павелічэнне пашкоджання тканін можа быць часткова звязана з павышэннем актыўнасці матрыксных металапратэіназ, калагеназы, эластазы і актыўных формаў кіслароду5. Больш за тое, запаленчыя клеткі і біяплёнкі самі з'яўляюцца вялікімі спажыўцамі кіслароду і, такім чынам, могуць выклікаць лакальную гіпаксію тканін, пазбаўляючы клеткі жыццёва важнага кіслароду, неабходнага для эфектыўнага аднаўлення тканін6.
Спелыя біяплёнкі вельмі ўстойлівыя да антымікробных прэпаратаў, што патрабуе агрэсіўных стратэгій кантролю інфекцый біяплёнак, такіх як механічная апрацоўка з наступнай эфектыўнай антымікробнай тэрапіяй. Паколькі біяплёнкі могуць хутка рэгенеравацца, эфектыўныя антымікробныя прэпараты могуць знізіць рызыку паўторнага ўтварэння пасля хірургічнай ачысткі раны7.
Срэбра ўсё часцей выкарыстоўваецца ў антымікробных павязках і часта выкарыстоўваецца ў якасці першай лініі лячэння хранічных інфікаваных ран. Існуе мноства камерцыйна даступных сярэбраных павязак, кожная з якіх змяшчае розны склад, канцэнтрацыю і асноўную матрыцу срэбра. Дасягненні ў галіне сярэбраных павязак прывялі да распрацоўкі новых сярэбраных павязак. Металічная форма срэбра (Ag0) з'яўляецца інертнай; для дасягнення антымікробнай эфектыўнасці яна павінна страціць электрон, каб утварыць іоннае срэбра (Ag1+). Традыцыйныя сярэбраныя павязкі ўтрымліваюць злучэнні срэбра або металічнае срэбра, якія пры кантакце з вадкасцю раскладаюцца з утварэннем іёнаў Ag1+. Гэтыя іоны Ag1+ рэагуюць з бактэрыяльнай клеткай, выдаляючы электроны са структурных кампанентаў або крытычна важных працэсаў, неабходных для выжывання. Запатэнтаваная тэхналогія прывяла да распрацоўкі новага злучэння срэбра, аксісоляў Ag (нітрату срэбра, Ag7NO11), якое ўваходзіць у склад раневых павязак. У адрозненне ад традыцыйнага срэбра, раскладанне кіслародзмяшчальных соляў прыводзіць да станаў срэбра з больш высокай валентнасцю (Ag1+, Ag2+ і Ag3+). Даследаванні in vitro паказалі, што нізкія канцэнтрацыі аксігенаваных соляў срэбра больш эфектыўныя, чым аднаіённае срэбра (Ag1+), супраць патагенных бактэрый, такіх як Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus і Escherichia coli8,9. Яшчэ адзін новы тып срэбнай павязкі ўключае дадатковыя інгрэдыенты, а менавіта этылендыамінтэтраацэтавую кіслату (EDTA) і бензэтоній хларыд (BC), якія, як паведамляецца, нацэльваюцца на біяплёнку EPS і тым самым павялічваюць пранікненне срэбра ў біяплёнку. Гэтыя новыя тэхналогіі срэбра прапануюць новыя спосабы ўздзеяння на раневыя біяплёнкі. Аднак уплыў гэтых антымікробных прэпаратаў на раневое асяроддзе і незалежнае ад інфекцыі гаенне важнае для таго, каб яны не стваралі неспрыяльнага раневого асяроддзя і не запавольвалі гаенне. Паведамлялася пра занепакоенасць з нагоды цытатаксічнасці срэбра in vitro пры выкарыстанні некалькіх срэбных павязак10,11. Аднак цытатаксічнасць in vitro пакуль не ператварылася ў таксічнасць in vivo, і некалькі павязак Ag1+ прадэманстравалі добры профіль бяспекі12.
У гэтай працы мы даследавалі эфектыўнасць карбаксіметылцэлюлозных павязак, якія змяшчаюць новыя прэпараты срэбра, супраць раневай біяплёнкі in vitro і in vivo. Акрамя таго, быў ацэнены ўплыў гэтых павязак на імунныя рэакцыі і гаенне незалежна ад інфекцыі.
Усе выкарыстаныя павязкі былі камерцыйна даступныя. У гэтым даследаванні ў якасці кантрольнай павязкі выкарыстоўвалася гелевая валакністая павязка 3M Kerracel Gel Fiber Dressing (3M, Кнутсфард, Вялікабрытанія) з неантымікробным утрыманнем, якая складалася з 100% карбаксіметылцэлюлозы (КМЦ) і выкарыстоўвалася ў якасці кантрольнай павязкі. Былі ацэнены тры антымікробныя сярэбраныя павязкі з КМЦ, а менавіта павязка 3M Kerracel Ag (3M, Кнутсфард, Вялікабрытанія), якая змяшчае 1,7% па вазе кіслароднай солі срэбра (Ag7NO11) у іёнах срэбра вышэйшай валентнасці (Ag1+, Ag2+ і Ag3+). Падчас раскладання Ag7NO11 утвараюцца іёны Ag1+, Ag2+ і Ag3+ у суадносінах 1:2:4. Павязка Aquacel Ag Extra, якая змяшчае 1,2% хларыду срэбра (Ag1+) (ConvaTec, Deeside, Вялікабрытанія) 13 і павязка Aquacel Ag + Extra, якая змяшчае 1,2% хларыду срэбра (Ag1+), ЭДТА і хларыд бензэтонію (ConvaTec, Deeside, Вялікабрытанія) 14.
У даследаванні выкарыстоўваліся штамы Pseudomonas aeruginosa NCTC 10781 (Public Health England, Солсберы) і Staphylococcus aureus NCTC 6571 (Public Health England, Солсберы).
Бактэрыі вырошчвалі на працягу ночы ў булёне Мюлера-Хінтана (Oxoid, Алтрынчам, Вялікабрытанія). Затым начную культуру разводзілі ў суадносінах 1:100 у булёне Мюлера-Хінтана і 200 мкл высейвалі на стэрыльныя цыклапорныя мембраны Whatman 0,2 мкм (Whatman plc, Мейдстоўн, Вялікабрытанія) на агаравыя пласцінкі Мюлера-Хінтана (Sigma-Aldrich Company Ltd, Кент, Вялікабрытанія). Утварэнне каланіяльных біяплёнак пры тэмпературы 37°C на працягу 24 гадзін. Гэтыя каланіяльныя біяплёнкі былі правераны на лагарыфмічнае скарачэнне.
Разрэжце павязку на квадратныя кавалкі памерам 3 см² і папярэдне намачыце іх стэрыльнай дэіянізаванай вадой. Змесціце павязку над біяплёнкай калоніі на агаравай пласцінцы. Кожныя 24 га біяплёнкі былі выдалены, і жыццяздольныя бактэрыі ў біяплёнцы (КУО/мл) былі колькасна вызначаны шляхам серыйных развядзенняў (ад 10⁻¹ да 10⁻⁷) у нейтралізацыйным булёне Day-Angle (Merck-Millipore). Пасля 24 гадзін інкубацыі пры тэмпературы 37°C былі праведзены стандартныя падлікі на пласцінках з агарам Мюлера-Хінтана. Кожная апрацоўка і кропка часу былі праведзены ў трох паўторах, і падлік на пласцінах паўтараўся для кожнага развядзення.
Скуру свіной грудзі атрымліваюць ад самак буйных белых свіней на працягу 15 хвілін пасля забою ў адпаведнасці з экспартнымі стандартамі Еўрапейскага Саюза. Скуру згалілі і ачысцілі спіртавымі сурвэткамі, затым замарозілі пры тэмпературы -80°C на працягу 24 гадзін для дэвіталізацыі скуры. Пасля размарозкі кавалкі скуры плошчай 1 см2 тройчы прамылі PBS, 0,6% гіпахларытам натрыю і 70% этанолам на працягу 20 хвілін кожны раз. Перад выдаленнем эпідэрмісу выдаліце рэшткі этанолу, тройчы прамыўшы іх у стэрыльным PBS. Скуру культывавалі ў 6-лункавым пласціне з нейлонавай мембранай таўшчынёй 0,45 мкм (Merck-Millipore) зверху і 3 абсарбуючымі падушачкамі (Merck-Millipore), якія змяшчалі 3 мл фетальнай бычынай сыроваткі (Sigma) з даданнем 10% мадыфікаванага асяроддзя Ігла Дульбека (мадыфікаванае асяроддзе Ігла Дульбека – Aldrich Ltd.).
Каланіяльныя біяплёнкі вырошчвалі, як апісана для даследаванняў уздзеяння біяплёнкі. Пасля культывавання біяплёнкі на мембране на працягу 72 гадзін біяплёнку наносілі на паверхню скуры з дапамогай стэрыльнай пятлі прышчэпкі, і мембрану выдалялі. Затым біяплёнку інкубавалі на дэрме свінні яшчэ 24 гадзіны пры тэмпературы 37°C, каб біяплёнка паспела і прыляпіла да скуры свінні. Пасля таго, як біяплёнка паспела і прымацавалася, павязку плошчай 1,5 см2, папярэдне ўвільготненую стэрыльнай дыстыляванай вадой, накладвалі непасрэдна на паверхню скуры і інкубавалі пры тэмпературы 37°C на працягу 24 гадзін. Жыццяздольныя бактэрыі візуалізавалі шляхам афарбоўвання шляхам раўнамернага нанясення рэагента PrestoBlue для праверкі жыццяздольнасці клетак (Invitrogen, Life Technologies, Paisley, Вялікабрытанія) на апікальную паверхню кожнага эксплантата і інкубацыі яго на працягу 5 хвілін. Выкарыстоўвайце лічбавую камеру Leica DFC425 для імгненнай здымкі малюнкаў на мікраскоп Leica MZ8. Плошчы, афарбаваныя ў ружовы колер, былі колькасна вызначаны з дапамогай праграмнага забеспячэння Image Pro версіі 10 (Media Cybernetics Inc, Роквіл, Мэрыленд Image-Pro (mediacy.com)). Сканіруючая электронная мікраскапія была выканана, як апісана ніжэй.
Бактэрыі, выгадаваныя на працягу ночы, разводзілі ў суадносінах 1:100 у булёне Мюлера-Хінтана. 200 мкл культуры дадавалі да стэрыльнай цыклапорнай мембраны Whatman з таўшчынёй 0,2 мкм (Whatman, Мейдстоўн, Вялікабрытанія) і высейвалі на агар Мюлера-Хінтана. Пласціны з біяплёнкай інкубавалі пры тэмпературы 37°C на працягу 72 гадзін для ўтварэння спелай біяплёнкі.
Пасля 3 дзён паспявання біяплёнкі квадратны бінт плошчай 3 см2 быў размешчаны непасрэдна на біяплёнцы і інкубаваны пры тэмпературы 37°C на працягу 24 гадзін. Пасля зняцця біятрону з паверхні біяплёнкі на паверхню кожнай біяплёнкі на 20 секунд дадавалі 1 мл рэагента PrestoBlue Cell Viability Reagent (Invitrogen, Уолтэм, Масачусэтс). Паверхні высушвалі перад тым, як змены колеру фіксавалі з дапамогай лічбавай камеры Nikon D2300 (Nikon UK Ltd., Кінгстан, Вялікабрытанія).
Падрыхтавалі начныя культуры на агары Мюлера-Хінтана, перанеслі асобныя калоніі ў 10 мл булёна Мюлера-Хінтана і інкубавалі на шейкеры пры тэмпературы 37°C (100 аб/мін). Пасля начной інкубацыі культуру разводзілі ў суадносінах 1:100 у булёне Мюлера-Хінтана, і 300 мкл кропельна нанеслі на круглую цыклапорную мембрану Whatman (Whatman International, Мейдстоўн, Вялікабрытанія) з таўшчынёй 0,2 мкм на агары Мюлера-Хінтана і інкубавалі пры тэмпературы 37°C на працягу 72 гадзін. Спелую біяплёнку нанеслі на рану, як апісана ніжэй.
Усе працы з жывёламі праводзіліся ва Універсітэце Манчэстэра ў адпаведнасці з ліцэнзіяй на праект, зацверджанай Бюро па абароне жывёл і этычнай экспертызе (P8721BD27), і ў адпаведнасці з рэкамендацыямі, апублікаванымі Міністэрствам унутраных спраў у адпаведнасці з перагледжаным ASPA 2012 года. Усе аўтары прытрымліваліся рэкамендацый па прыбыцці. Для ўсіх даследаванняў in vivo выкарыстоўваліся васьмітыднёвыя мышы C57BL/6j (Envigo, Oxon, Вялікабрытанія). Мышам уводзілі анестэзію ізафлуранам (Piramal Critical Care Ltd, West Drayton, Вялікабрытанія), а іх спінныя паверхні галялі і ачышчалі. Затым кожнай мышцы рабілі эксцызійную рану памерам 2 × 6 мм з дапамогай біяпсійнага прабойніка Stiefel (Schuco International, Hertfordshire, Вялікабрытанія). Для ран, інфікаваных біяплёнкай, на дэрмальны пласт раны адразу пасля траўмы наносяць 72-гадзінную каланіяльную біяплёнку, вырашчаную на мембране, як апісана вышэй, з дапамогай стэрыльнай пятлі для прышчэпкі, і адразу пасля траўмы выкідваюць мембрану. Адзін квадратны сантыметр павязкі папярэдне ўвільгатняюць стэрыльнай вадой для падтрымання вільготнага асяроддзя ў ране. Павязкі накладвалі непасрэдна на кожную рану і пакрывалі плёнкай 3M Tegaderm (3M, Бракнел, Вялікабрытанія), а па краях — вадкім клеем Mastisol (Eloquest Healthcare, Ферндэйл, Мічыган) для дадатковай адгезіі. Бупрэнарфін (Animalcare, Ёрк, Вялікабрытанія) уводзілі ў канцэнтрацыі 0,1 мг/кг у якасці абязбольвальнага сродку. Праз тры дні пасля траўмы мышэй забівалі, выкарыстоўваючы метад Спісу 1, і па меры неабходнасці выдалялі, разразалі напалову і захоўвалі вобласць раны.
Афарбоўванне гематаксілінам (ThermoFisher Scientific) і эазінам (ThermoFisher Scientific) праводзілася ў адпаведнасці з пратаколам вытворцы. Плошча раны і рээпітэлізацыя колькасна вызначаліся з дапамогай праграмнага забеспячэння Image Pro версіі 10 (Media Cybernetics Inc, Роквіл, штат Мэрыленд).
Зрэзы тканін дэпарафінавалі ў ксілоле (ThermoFisher Scientific, Лафбара, Вялікабрытанія), рэгідратавалі 100–50% этанолам і ненадоўга апускалі ў дэіянізаваную ваду (ThermoFisher Scientific). Імунагістахімію праводзілі з выкарыстаннем набору VectaStain Elite ABC PK-6104 (Vector Laboratories, Берлінгем, Каліфорнія) у адпаведнасці з пратаколам вытворцы. Першасныя антыцелы да нейтрофілаў NIMP-R14 (Thermofisher Scientific) і макрафагаў Ms CD107b Pure M3/84 (BD Biosciences, Уокінгем, Вялікабрытанія) разводзілі 1:100 у блакуючым растворы і дадавалі да паверхні зрэзу, затым дадавалі 2 антыцелы: Anti-, VectaStain ABC і набор субстратаў Vector Nova Red Peroxidase (HRP) (Vector Laboratories, Берлінгем, Каліфорнія) і кантраставалі гематаксілінам. Здымкі былі атрыманы з дапамогай мікраскопа Olympus BX43 і лічбавай камеры Olympus DP73 (Olympus, Саўтэнд-он-Сі, Вялікабрытанія).
Узоры скуры фіксавалі ў 2,5% глутаральдэгіде і 4% фармальдэгіде ў 0,1 М HEPES (pH 7,4) на працягу 24 гадзін пры тэмпературы 4°C. Узоры абязводжвалі з выкарыстаннем градуяванага этанолу і сушылі ў CO2 з выкарыстаннем сушылкі для крытычных кропак Quorum K850 (Quorum Technologies Ltd, Лаўтан, Вялікабрытанія), а затым пакрывалі залато-паладыевым сплавам з выкарыстаннем міні-распыляльніка/сістэмы тлеючага разраду Quorum SC7620. Візуалізацыю ўзораў праводзілі з дапамогай сканіруючага электроннага мікраскопа FEI Quanta 250 (ThermoFisher Scientific) для візуалізацыі цэнтральнай кропкі раны.
Іодыд Тота-1 (2 мкМ) наносілі на выдаленую паверхню раны мышы і інкубавалі на працягу 5 хвілін пры тэмпературы 37 °C (ThermoFisher Scientific), а затым апрацоўвалі Syto-60 (10 мкМ) пры 37 °C (ThermoFisher Scientific). 15-хвілінныя Z-стэкавыя выявы былі створаны з дапамогай Leica TCS SP8.
Біялагічныя і тэхнічныя паўторныя дадзеныя былі зведзены ў табліцу і прааналізаваны з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння Graphpad Prism V9 (GraphPad Software, Ла-Хойя, Каліфорнія). Для праверкі адрозненняў паміж кожным метадам лячэння і кантрольнай павязкай без антымікробнага прэпарата выкарыстоўваўся аднафактарны дысперсійны аналіз з множнымі параўнаннямі з выкарыстаннем post hoc тэсту Данэта. Значэнне p <0,05 лічылася значным.
Эфектыўнасць валакністыя павязкі з сярэбранага гелю ўпершыню была ацэненая на біяплёнкавых калоніях Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa in vitro. Срэбныя павязкі ўтрымліваюць розныя формулы срэбра: традыцыйныя сярэбраныя павязкі выпрацоўваюць іёны Ag1+; сярэбраныя павязкі, якія могуць выпрацоўваць іёны Ag1+ пасля дадання EDTA/BC, могуць разбураць матрыцу біяплёнкі і падвяргаць бактэрыі ўздзеянню срэбра пад антыбактэрыйным эфектам іонаў срэбра15 і павязкі, якія змяшчаюць кіслародзмяшчальныя солі срэбра, якія выпрацоўваюць іёны Ag1+, Ag2+ і Ag3+. Яго эфектыўнасць параўноўвалася з кантрольнай павязкай без антымікробнага ўтрымання, вырабленай з гелевых валокнаў. Колькасць жыццяздольных бактэрый, якія засталіся ў біяплёнцы, ацэньвалася кожныя 24 гадзіны на працягу 8 дзён (малюнак 1). На 5-ы дзень біяплёнку рэінкулявалі з 3,85 × 105S Staphylococcus aureus або 1,22×105P. aeruginosa для ацэнкі аднаўлення біяплёнкі. У параўнанні з кантрольнымі павязкамі без антымікробнага сродку, павязкі з Ag1+ аказвалі мінімальны ўплыў на жыццяздольнасць бактэрый у біяплёнках Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa на працягу 5 дзён. Наадварот, павязкі, якія змяшчалі аксігенаваны Ag і солі Ag1+ + EDTA/BC, эфектыўна знішчалі бактэрыі ўнутры біяплёнкі на працягу 5 дзён. Пасля паўторнай інакуляцыі планктоннымі бактэрыямі на 5-ы дзень аднаўлення біяплёнкі не назіралася (мал. 1).
Колькасная ацэнка жыццяздольных бактэрый у біяплёнках Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa пасля апрацоўкі срэбнымі павязкамі. Калоніі біяплёнкі Staphylococcus aureus і Pseudomonas aeruginosa апрацоўвалі срэбнымі павязкамі або кантрольнымі павязкамі без антымікробнага ўздзеяння, і колькасць пакінутых жыццяздольных бактэрый вызначалася кожныя 24 гадзіны. Праз 5 дзён біяплёнку рэінкулявалі з дапамогай 3,85×105S. Staphylococcus aureus або 1,22×105P. Калоніі бактэрыяпланктону Pseudomonas aeruginosa фармавалі індывідуальна для ацэнкі аднаўлення біяплёнкі. Графікі паказваюць сярэдняе значэнне +/- стандартную памылку.
Каб візуалізаваць уплыў срэбных павязак на жыццяздольнасць біяплёнкі, павязкі накладвалі на сталыя біяплёнкі, вырашчаныя на скуры свінні ex vivo. Праз 24 гадзіны павязку здымалі, а біяплёнку афарбоўвалі сінім рэактыўным фарбавальнікам, які метаболізуецца жывымі бактэрыямі да ружовага колеру. Біяплёнкі, апрацаваныя кантрольнымі павязкамі, былі ружовымі, што сведчыць аб наяўнасці жыццяздольных бактэрый у біяплёнцы (малюнак 2A). Наадварот, біяплёнка, апрацаваная павязкай Ag oxysols, была пераважна сіняй, што сведчыць аб тым, што астатнія бактэрыі на паверхні скуры свінні былі нежыццяздольнымі (малюнак 2B). У біяплёнках, апрацаваных павязкамі, якія змяшчаюць Ag1+, назіралася змешаная сіняя і ружовая афарбоўка, што сведчыць аб наяўнасці жыццяздольных і нежыццяздольных бактэрый у біяплёнцы (малюнак 2C), у той час як павязкі EDTA/BC, якія змяшчаюць Ag1+, былі пераважна сінімі з некаторымі ружовымі плямамі, што паказвае на ўчасткі, на якія не ўздзейнічала срэбная павязка (малюнак 2D). Колькасная ацэнка актыўных (ружовых) і неактыўных (сініх) участкаў паказала, што кантрольны ўчастак быў актыўным на 75% (малюнак 2E). Павязкі Ag1+ + EDTA/BC дзейнічалі падобна да павязак з аксігенаванымі солямі срэбра, з выжывальнасцю 13% і 14% адпаведна. Павязка Ag1+ таксама знізіла жыццяздольнасць бактэрый на 21%. Гэтыя біяплёнкі былі затым назіраны з дапамогай сканіруючай электроннай мікраскапіі (СЭМ). Пасля апрацоўкі кантрольнай павязкай і павязкай Ag1+ быў выяўлены пласт Pseudomonas aeruginosa, які пакрываў скуру свінні (малюнак 2F,H), тады як пасля апрацоўкі павязкай Ag1+ было выяўлена мала бактэрыяльных клетак і мала бактэрыяльных клетак пад імі. Калагенавыя валокны можна разглядаць як тканевую структуру скуры свінні (малюнак 2G). Пасля апрацоўкі павязкай Ag1+ + EDTA/BC былі бачныя бактэрыяльныя бляшкі і бляшкі з калагенавых валокнаў, якія ляжаць пад імі (малюнак 2I).
Візуалізацыя біяплёнкі Pseudomonas aeruginosa пасля апрацоўкі срэбнай павязкай. (A–D) Жыццяздольнасць бактэрый у біяплёнках Pseudomonas aeruginosa, вырашчаных на скуры свінні, была візуалізавана з выкарыстаннем фарбавальніка PrestoBlue праз 24 гадзіны пасля апрацоўкі срэбнымі павязкамі або кантрольнымі павязкамі без антымікробнага ўздзеяння. Жывыя бактэрыі маюць ружовы колер, нежыццяздольныя бактэрыі і скура свінні — сіні. (E) Колькасная ацэнка біяплёнак Pseudomonas aeruginosa, вырашчаных на скуры свінні (ружовая пляма), з выкарыстаннем сканіруючай электроннай мікраскапіі Image Pro версіі 10 (FI) і апрацоўкі срэбнай павязкай або кантрольнай павязкай без антымікробнага ўздзеяння на працягу 24 гадзін. Маштабная шкала SEM = 5 мкм. (J–M) Каланіяльныя біяплёнкі раслі на фільтрах і афарбоўваліся рэактыўным фарбавальнікам PrestoBlue пасля 24 гадзін інкубацыі са срэбнымі павязкамі.
Каб вызначыць, ці ўплывае цесны кантакт паміж павязкамі і біяплёнкамі на іх эфектыўнасць, каланіяльныя біяплёнкі, размешчаныя на плоскай паверхні, апрацоўвалі павязкамі на працягу 24 гадзін, а затым афарбоўвалі рэактыўнымі фарбавальнікамі. Неапрацаваная біяплёнка была цёмна-ружовага колеру (малюнак 2J). У адрозненне ад біяплёнак, апрацаваных павязкамі, якія змяшчаюць аксігенаваныя солі срэбра (малюнак 2K), біяплёнкі, апрацаваныя павязкамі, якія змяшчаюць Ag1+ або Ag1+ + EDTA/BC, прадэманстравалі палосы ружовага афарбоўвання (малюнак 2L,M). Гэта ружовае афарбоўванне сведчыць аб наяўнасці жыццяздольных бактэрый і звязана з зонай шва ўнутры павязкі. Гэтыя ўшытыя ўчасткі ствараюць мёртвыя прасторы, якія дазваляюць бактэрыям унутры біяплёнкі выжываць.
Каб ацаніць эфектыўнасць срэбных павязак in vivo, поўнасцю выдаленыя раны мышэй, заражаных біяплёнкамі спелых S. aureus і P. aeruginosa, апрацоўвалі кантрольнымі павязкамі без антымікробных прэпаратаў або срэбнымі павязкамі. Праз 3 дні лячэння макраскапічны аналіз малюнкаў паказаў меншыя памеры ран пры апрацоўцы аксігенаванымі солевымі павязкамі ў параўнанні з кантрольнымі павязкамі без антымікробных прэпаратаў і іншымі срэбнымі павязкамі (малюнак 3A-H). Для пацверджання гэтых назіранняў раны былі сабраны, а плошча раны і рээпітэлізацыя былі колькасна вызначаны на зрэзах тканін, афарбаваных гематаксілінам і эазінам, з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння image pro версіі 10 (малюнак 3I-L).
Уплыў срэбных павязак на паверхню раны і рээпітэлізацыя ран, інфікаваных біяплёнкамі. (A–H) Дробныя клеткі, інфікаваныя біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa (A–D) і Staphylococcus aureus (E–H) пасля трох дзён лячэння кантрольнай павязкай без антымікробнага прэпарата, павязкай з кіслароднай соллю Ag, павязкай Ag1+ і павязкай Ag1+. Тыповыя макраскапічныя выявы. Раны мышэй з павязкай Ag1+ + EDTA/BC. (IL) Тыповыя інфекцыі Pseudomonas aeruginosa, гісталагічныя зрэзы, афарбаваныя гематаксілінам і эазінам, якія выкарыстоўваюцца для колькаснай ацэнкі плошчы раны і рэгенерацыі эпітэлія. Колькасная ацэнка плошчы раны (M, O) і працэнта рээпітэлізацыі (N, P) ран, інфікаваных біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa (M, N) і Staphylococcus aureus (O, P) (на групу лячэння n = 12). Графікі паказваюць сярэдняе значэнне +/- стандартную памылку. * азначае p = < 0,05 ** азначае p = < 0,01; Макраскапічны маштаб = 2,5 мм, гісталагічны маштаб = 500 мкм.
Колькасная ацэнка плошчы раны ў ранах, інфікаваных біяплёнкай Pseudomonas aeruginosa (малюнак 3M), паказала, што раны, апрацаваныя аксісолямі срэбра, мелі сярэдні памер раны 2,5 мм2, у той час як кантрольная павязка без антымікробнага прэпарата мела сярэдні памер раны 3,1 мм2, што не адпавядае рэчаіснасці. Гэта дасягнула статыстычнай значнасці (малюнак 3M). p = 0,423). Раны, апрацаваныя Ag1+ або Ag1+ + EDTA/BC, не паказалі змяншэння плошчы раны (3,1 мм2 і 3,6 мм2 адпаведна). Апрацоўка павязкай з аксігенаванай соллю срэбра спрыяла рээпіталізацыі ў большай ступені, чым кантрольная павязка без антымікробнага прэпарата (34% і 15% адпаведна; p = 0,029) і Ag1+ або Ag1+ + EDTA/BC (10% і 11%) (малюнак 3N). . , адпаведна).
Падобныя тэндэнцыі ў плошчы раны і рэгенерацыі эпітэлія назіраліся ў ранах, інфікаваных біяплёнкамі S. aureus (малюнак 3O). Павязкі, якія змяшчаюць кіслародна насычаныя солі срэбра, паменшылі плошчу раны (2,0 мм2) на 23% у параўнанні з кантрольнай неантымікробнай павязкай (2,6 мм2), хоць гэта зніжэнне было нязначным (p = 0,304) (мал. 3O). Акрамя таго, плошча раны ў групе лячэння Ag1+ была нязначна зменшана (2,4 мм2), у той час як рана, апрацаваная павязкай Ag1+ + EDTA/BC, не паменшыла плошчу раны (2,9 мм2). Кіслародныя солі Ag таксама спрыялі рээпітэлізацыі ран, інфікаваных біяплёнкай S. aureus (31%), у большай ступені, чым раны, апрацаваныя кантрольнымі неантымікробнымі павязкамі (12%, p = 0,003) (малюнак 3P). Павязка Ag1+ (16%, p = 0,903) і павязка Ag+1 + EDTA/BC (14%, p = 0,965) паказалі ўзровень рэгенерацыі эпітэлія, падобны да кантрольнай групы.
Для візуалізацыі ўплыву срэбных павязак на матрыкс біяплёнкі было праведзена афарбоўванне ёдыдам Toto 1 і Syto 60 (мал. 4). Ёдыд Toto 1 - гэта непранікальны для клетак фарбавальнік, які можна выкарыстоўваць для дакладнай візуалізацыі пазаклеткавых нуклеінавых кіслот, якія ў вялікай колькасці прысутнічаюць у EPS біяплёнак. Syto 60 - гэта пранікальны для клетак фарбавальнік, які выкарыстоўваецца ў якасці кантрастнага фарбавальніка16. Назіранні за ёдыдам Toto 1 і Syto 60 у ранах, інакуляваных біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa (малюнак 4A-D) і Staphylococcus aureus (малюнак 4I-L), паказалі, што праз 3 дні апрацоўкі павязкай EPS у біяплёнцы значна знізіўся. Павязкі Ag1+ без дадатковых антыбіяплёнкавых кампанентаў значна зніжалі бясклетачную ДНК у ранах, інакуляваных Pseudomonas aeruginosa, але былі менш эфектыўнымі ў ранах, інакуляваных Staphylococcus aureus.
Візуалізацыя раневай біяплёнкі in vivo пасля 3 дзён лячэння кантрольнымі або сярэбранымі павязкамі. Канфакальныя выявы Pseudomonas aeruginosa (A–D) і Staphylococcus aureus (I–L), афарбаваных Toto 1 (зялёны), для візуалізацыі пазаклеткавых нуклеінавых кіслот, кампанента палімераў пазаклеткавай біяплёнкі. Для афарбоўвання ўнутрыклеткавых нуклеінавых кіслот выкарыстоўвайце Syto 60 (чырвоны). кіслоты. P. Сканіруючая электронная мікраскапія ран, інфікаваных біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa (E–H) і Staphylococcus aureus (M–P), пасля 3 дзён лячэння кантрольнымі і сярэбранымі павязкамі. Маштабная шкала SEM = 5 мкм. Маштабная шкала канфакальнай візуалізацыі = 50 мкм.
Сканіруючая электронная мікраскапія паказала, што ў мышэй, якім былі прышчэплены біяплёнкавыя калоніі Pseudomonas aeruginosa (малюнак 4E-H) і Staphylococcus aureus (малюнак 4M-P), пасля 3 дзён лячэння выключна сярэбранымі павязкамі ў ранах было значна менш бактэрый.
Каб ацаніць уплыў срэбных павязак на запаленне ран у мышэй, інфікаваных біяплёнкай, зрэзы ран, інфікаваных біяплёнкай, апрацаваных кантрольнымі або срэбнымі павязкамі на працягу 3 дзён, былі імунагістахімічна афарбаваны з выкарыстаннем антыцелаў, спецыфічных для нейтрофілаў і макрафагаў. Колькаснае вызначэнне нейтрофілаў і макрафагаў унутры грануляцыйнай тканіны. Малюнак 5). Усе срэбныя павязкі зніжалі колькасць нейтрофілаў і макрафагаў у ранах, інфікаваных Pseudomonas aeruginosa, у параўнанні з кантрольнымі павязкамі без антымікробнага сродку пасля трох дзён лячэння. Аднак лячэнне павязкай з кіслароднай соллю срэбра прывяло да большага зніжэння колькасці нейтрофілаў (p = <0,0001) і макрафагаў (p = <0,0001) у параўнанні з іншымі праверанымі срэбнымі павязкамі (Малюнак 5I,J). Нягледзячы на тое, што Ag1+ + EDTA/BC аказвалі большы ўплыў на раневую біяплёнку, яны зніжалі ўзровень нейтрофілаў і макрафагаў у меншай ступені, чым павязка Ag1+. Раны сярэдняй цяжкасці, інфікаваныя біяплёнкай S. aureus, таксама назіраліся пасля павязкі з оксізолямі Ag (p = <0,0001), Ag1+ (p = 0,0008) і Ag1++ EDTA/BC (p = 0,0043) у параўнанні з кантролем. Падобныя тэндэнцыі назіраюцца і для павязкі пры нейтрапеніі (мал. 5K). Аднак толькі павязка з аксігенаванай соллю Ag паказала значнае зніжэнне колькасці макрафагаў у грануляцыйнай тканцы ў параўнанні з кантролем у ранах, інфікаваных біяплёнкамі S. aureus (p = 0,0339) (мал. 5L).
Колькасць нейтрофілаў і макрафагаў вызначалася ў ранах, інфікаваных біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa і Staphylococcus aureus, пасля 3 дзён лячэння кантрольнымі або сярэбранымі павязкамі без антымікробнага прэпарата. Колькасць нейтрофілаў (AD) і макрафагаў (EH) вызначалася ў зрэзах тканін, афарбаваных антыцеламі, спецыфічнымі для нейтрофілаў або макрафагаў. Колькасная ацэнка нейтрофілаў (I і K) і макрафагаў (J і L) у ранах, інфікаваных біяплёнкамі Pseudomonas aeruginosa (I і J) і Staphylococcus aureus (K і L). N = 12 на групу. Графікі паказваюць сярэдняе значэнне +/- стандартную памылку, значэнні значнасці ў параўнанні з кантрольнай павязкай без антыбактэрыйнага прэпарата, * азначае p = < 0,05, ** азначае p = < 0,01; *** азначае p = < 0,001; паказвае p = < 0,0001).
Затым мы ацанілі ўплыў срэбных павязак на гаенне, незалежнае ад інфекцыі. Неінфікаваныя эксцызійныя раны лячыліся кантрольнай павязкай без антымікробнага ўтрымання або срэбнай павязкай на працягу 3 дзён (малюнак 6). Сярод правераных срэбных павязак толькі раны, апрацаваныя павязкай з кіслароднай соллю, выглядалі меншымі на макраскапічных выявах, чым раны, апрацаваныя кантрольнай групай (малюнкі 6A-D). Колькасная ацэнка плошчы раны з дапамогай гісталагічнага аналізу паказала, што сярэдняя плошча раны пасля апрацоўкі павязкай Ag oxysols складала 2,35 мм2 у параўнанні з 2,96 мм2 для ран, апрацаваных кантрольнай групай, але гэтае адрозненне не дасягнула статыстычнай значнасці (p = 0,488) (мал. 6I). Наадварот, пасля апрацоўкі павязкамі Ag1+ (3,38 мм2, p = 0,757) або Ag1+ + EDTA/BC (4,18 мм2, p = 0,054) змяншэння плошчы раны ў параўнанні з кантрольнай групай не назіралася. Паляпшэнне рэгенерацыі эпітэлія назіралася пры выкарыстанні павязкі з Ag оксізолем у параўнанні з кантрольнай групай (30% супраць 22% адпаведна), хоць гэта і не дасягнула значнасці (p = 0,067), гэта даволі значна і пацвярджае папярэднія вынікі. Павязка з оксізолямі спрыяе рээпітэлізацыі. -Эпітэлізацыя неінфікаваных ран17. Наадварот, лячэнне павязкамі Ag1+ або Ag1+ + EDTA/BC не мела ніякага эфекту або паказала зніжэнне рээпітэлізацыі ў параўнанні з кантролем.
Уплыў сярэбранай павязкі на гаенне ран у неінфікаваных мышэй з поўнай рэзекцыяй. (AD) Тыповыя макраскапічныя выявы ран пасля трох дзён лячэння кантрольнай павязкай без антымікробнага сродку і сярэбранай павязкай. (EH) Тыповыя зрэзы ран, афарбаваныя гематаксілінам і эазінам. Колькасная ацэнка плошчы раны (I) і працэнт рээпіталізацыі (J) былі разлічаны з гісталагічных зрэзаў у сярэдзіне раны з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння для аналізу малюнкаў (n = 11–12 на групу лячэння). Графікі паказваюць сярэдняе значэнне +/- стандартную памылку. * азначае p = <0,05.
Срэбра мае даўнюю гісторыю выкарыстання ў якасці антымікробнага сродку для гаення ран, але мноства розных прэпаратаў і спосабаў дастаўкі могуць прывесці да адрозненняў у антымікробнай эфектыўнасці 18. Больш за тое, уласцівасці антыбіяплёнкі канкрэтных сістэм дастаўкі срэбра да канца не вывучаны. Нягледзячы на тое, што імунная рэакцыя гаспадара адносна эфектыўная супраць планктонных бактэрый, яна звычайна менш эфектыўная супраць біяплёнак 19. Планктонныя бактэрыі лёгка фагацытуюцца макрафагамі, але ўнутры біяплёнак агрэгаваныя клеткі ствараюць дадатковыя праблемы, абмяжоўваючы рэакцыю гаспадара да такой ступені, што імунныя клеткі могуць падвяргацца апоптозу і вызваляць прозапаленчыя фактары для ўзмацнення імуннай рэакцыі 20. Было заўважана, што некаторыя лейкацыты могуць пранікаць праз біяплёнкі 21, але не здольныя фагацытаваць бактэрыі, калі гэтая абарона парушаная 22. Для падтрымкі імуннай рэакцыі гаспадара супраць інфекцыі раневай біяплёнкі варта выкарыстоўваць комплексны падыход. Ачыстка раны можа фізічна парушыць біяплёнку і выдаліць большую частку біянагрузкі, але імунная рэакцыя гаспадара можа быць неэфектыўнай супраць пакінутай біяплёнкі, асабліва калі імунная рэакцыя гаспадара парушаная. Такім чынам, антымікробныя метады лячэння, такія як срэбныя павязкі, могуць падтрымліваць імунную рэакцыю гаспадара і ліквідаваць біяплёнкавыя інфекцыі. Склад, канцэнтрацыя, растваральнасць і субстрат дастаўкі могуць уплываць на антымікробную эфектыўнасць срэбра. У апошнія гады прагрэс у тэхналогіі апрацоўкі срэбра зрабіў гэтыя павязкі больш эфектыўнымі9,23. Па меры развіцця тэхналогіі срэбных павязак важна разумець эфектыўнасць гэтых павязак у кантролі раневай інфекцыі і, што больш важна, уплыў гэтых магутных формаў срэбра на асяроддзе раны і гаенне.
У гэтым даследаванні мы параўналі эфектыўнасць двух перадавых сярэбраных павязак з традыцыйнымі сярэбранымі павязкамі, якія выпрацоўваюць іоны Ag1+ супраць біяплёнак, выкарыстоўваючы розныя мадэлі in vitro і in vivo. Мы таксама ацанілі ўплыў гэтых павязак на раневую асяроддзе і гаенне, незалежнае ад інфекцыі. Каб мінімізаваць уплыў матрыцы дастаўкі, усе правераныя сярэбраныя павязкі складаліся з карбаксіметылцэлюлозы.
Наша папярэдняя ацэнка гэтых сярэбраных павязак супраць каланіяльных біяплёнак Pseudomonas aeruginosa і Staphylococcus aureus паказвае, што, у адрозненне ад традыцыйных павязак Ag1+, дзве ўдасканаленыя сярэбраныя павязкі, Ag1+ + EDTA/BC і кіслародна насычаныя солі Ag, эфектыўныя пры 5. Эфектыўна знішчаючы бактэрыі біяплёнкі на працягу некалькіх дзён. Акрамя таго, гэтыя павязкі прадухіляюць паўторнае ўтварэнне біяплёнкі пры паўторным уздзеянні планктонных бактэрый. Павязка Ag1+ утрымлівала хларыд срэбра, тое ж злучэнне срэбра і асноўную матрыцу, што і Ag1+ + EDTA/BC, і аказвала абмежаваны ўплыў на жыццяздольнасць бактэрый у біяплёнцы на працягу таго ж перыяду. Назіранне, што павязка Ag1+ + EDTA/BC была больш эфектыўнай супраць біяплёнкі, чым павязка Ag1+, якая складаецца з той жа матрыцы і злучэння срэбра, пацвярджае меркаванне, што для павышэння эфектыўнасці хларыду срэбра супраць біяплёнкі неабходныя дадатковыя інгрэдыенты, як паведамлялася ў іншых даследаваннях15. Гэтыя вынікі пацвярджаюць ідэю аб тым, што BC і EDTA гуляюць дадатковую ролю, спрыяючы агульнай эфектыўнасці павязкі, і што адсутнасць гэтага кампанента ў павязках Ag1+ магла спрыяць немагчымасці дэманстрацыі эфектыўнасці in vitro. Мы выявілі, што павязкі з кіслародам, якія выпрацоўваюць іоны Ag2+ і Ag3+, праяўляюць больш моцную антыбактэрыйную эфектыўнасць, чым Ag1+, і на ўзроўнях, падобных да Ag1+ + EDTA/BC. Аднак з-за высокага акісляльна-аднаўленчага патэнцыялу незразумела, як доўга іоны Ag3+ застаюцца актыўнымі і эфектыўнымі супраць раневых біяплёнак, і таму заслугоўваюць далейшага вывучэння. Акрамя таго, існуе шмат розных павязак, якія генеруюць іоны Ag1+, якія не былі пратэставаны ў гэтым даследаванні. Гэтыя павязкі складаюцца з розных злучэнняў срэбра, канцэнтрацый і асноўных матрыц, якія могуць паўплываць на дастаўку іонаў Ag1+ і іх эфектыўнасць супраць біяплёнак. Варта таксама адзначыць, што існуе шмат розных мадэляў in vitro і in vivo, якія выкарыстоўваюцца для ацэнкі эфектыўнасці раневых павязак супраць біяплёнак. Тып выкарыстоўванай мадэлі, а таксама ўтрыманне солі і бялку ў асяроддзі, якое выкарыстоўваецца ў гэтых мадэлях, будуць уплываць на эфектыўнасць павязкі. У нашай мадэлі in vivo мы дазволілі біяплёнцы паспець in vitro, а затым перанеслі яе на паверхню скуры раны. Імунная рэакцыя мышэй-гаспадара адносна эфектыўная супраць планктонных бактэрый, нанесеных на рану, тым самым утвараючы біяплёнку па меры гаення раны. Даданне спелай біяплёнкі да раны абмяжоўвае эфектыўнасць імуннай рэакцыі гаспадара на ўтварэнне біяплёнкі, дазваляючы спелай біяплёнцы замацавацца ў ране да таго, як пачнецца гаенне. Такім чынам, наша мадэль дазваляе нам ацаніць эфектыўнасць антымікробных павязак на спелых біяплёнках да таго, як раны пачнуць гаіцца.
Мы таксама выявілі, што прыляганне павязкі ўплывае на эфектыўнасць сярэбраных павязак на біяплёнках, вырашчаных in vitro, і скуры свіней. Цесны кантакт з ранай лічыцца крытычна важным для антымікробнай эфектыўнасці павязкі24,25. Павязкі, якія змяшчаюць кіслародна насычаныя солі срэбра, знаходзіліся ў цесным кантакце са спелымі біяплёнкамі, што прывяло да значнага зніжэння колькасці жыццяздольных бактэрый у біяплёнцы праз 24 гадзіны. Наадварот, пры апрацоўцы павязкамі Ag1+ і Ag1+ + EDTA/BC заставалася значная колькасць жыццяздольных бактэрый. Гэтыя павязкі ўтрымліваюць швы па ўсёй даўжыні павязкі, што стварае мёртвыя прасторы, якія перашкаджаюць цеснаму кантакту з біяплёнкай. У нашых даследаваннях in vitro гэтыя некантактныя зоны перашкаджалі гібелі жыццяздольных бактэрый у біяплёнцы. Мы ацэньвалі жыццяздольнасць бактэрый толькі праз 24 гадзіны апрацоўкі; з часам, па меры таго, як павязка становіцца больш насычанай, мёртвай прасторы можа быць менш, што памяншае плошчу для гэтых жыццяздольных бактэрый. Аднак гэта падкрэслівае важнасць складу павязкі, а не толькі тыпу срэбра ў павязцы.
Хоць даследаванні in vitro карысныя для параўнання эфектыўнасці розных тэхналогій выкарыстання срэбра, важна таксама разумець уплыў гэтых павязак на біяплёнкі in vivo, дзе тканіны гаспадара і імунныя рэакцыі спрыяюць эфектыўнасці павязак супраць біяплёнак. Уплыў гэтых павязак на раневыя біяплёнкі назіраўся з дапамогай сканіруючай электроннай мікраскапіі і EPS-афарбоўвання біяплёнкі з выкарыстаннем унутрыклеткавых і пазаклеткавых ДНК-фарбавальнікаў. Мы выявілі, што праз 3 дні лячэння ўсе павязкі былі эфектыўнымі ў зніжэнні колькасці бясклетачнай ДНК у ранах, інфікаваных біяплёнкай, але павязка Ag1+ была менш эфектыўнай у ранах, інфікаваных залацістым стафілакокам. Сканіруючая электронная мікраскапія таксама паказала, што ў ранах, апрацаваных срэбнымі павязкамі, прысутнічала значна менш бактэрый, хоць гэта было больш выяўлена пры выкарыстанні кіслародна насычанай солевай павязкі Ag1+ + EDTA/BC у параўнанні з павязкай Ag1+. Гэтыя дадзеныя паказваюць, што правераныя срэбныя павязкі аказвалі розную ступень уплыву на структуру біяплёнкі, але ні адна з срэбных павязак не змагла знішчыць біяплёнку, што пацвярджае неабходнасць комплекснага падыходу да лячэння інфекцый раневых біяплёнак; выкарыстанне срэбных нарукаўнікаў. Лячэнню папярэднічае фізічная ачыстка раны для выдалення большай часткі біяплёнкі.
Хранічныя раны часта знаходзяцца ў стане моцнага запалення, прычым лішак запаленчых клетак застаецца ў тканінах раны на працягу доўгага перыяду часу, выклікаючы пашкоджанне тканін і знясільваючы кісларод, неабходны для эфектыўнага клеткавага метабалізму і функцыянавання ў ране26. Біяплёнкі пагаршаюць гэтае неспрыяльнае асяроддзе раны, негатыўна ўплываючы на гаенне рознымі спосабамі, у тым ліку інгібіруючы праліферацыю і міграцыю клетак і актывуючы прозапаленчыя цытакінаў27. Па меры таго, як срэбныя павязкі становяцца ўсё больш эфектыўнымі, важна разумець іх уплыў на асяроддзе раны і гаенне.
Цікава, што, хоць усе сярэбраныя павязкі ўплывалі на склад біяплёнкі, толькі павязкі з кіслародна насычанымі солямі срэбра павялічвалі рээпітэлізацыю гэтых інфікаваных ран. Гэтыя дадзеныя пацвярджаюць нашы папярэднія высновы17 і высновы Калана і інш. (2017)28, якія прадэманстравалі добрыя профілі бяспекі і таксічнасці кіслародна насычаных соляў срэбра, паколькі больш нізкія канцэнтрацыі срэбра былі эфектыўныя супраць біяплёнак.
Нашае цяперашняе даследаванне падкрэслівае адрозненні ў тэхналогіі срэбра паміж антымікробнымі срэбнымі павязкамі і ўплыў гэтай тэхналогіі на раневае асяроддзе і незалежнае ад інфекцыі гаенне. Аднак гэтыя вынікі адрозніваюцца ад папярэдніх даследаванняў, якія паказвалі, што павязка Ag1+ + EDTA/BC паляпшае параметры гаення пашкоджаных вушэй трусоў in vivo. Аднак гэта можа быць звязана з адрозненнямі ў жывёльных мадэлях, часам вымярэнняў і метадамі нанясення бактэрый29. У гэтым выпадку вымярэнні раны праводзіліся праз 12 дзён пасля траўмы, каб актыўныя інгрэдыенты павязкі маглі ўздзейнічаць на біяплёнку на працягу больш доўгага перыяду часу. Гэта пацвярджаецца даследаваннем, якое паказала, што клінічна інфікаваныя язвы нагі, апрацаваныя Ag1+ + EDTA/BC, спачатку павялічваліся ў памерах пасля аднаго тыдня лячэння, а затым на працягу наступных 3 тыдняў лячэння Ag1+ + EDTA/BC і на працягу 4 тыдняў выкарыстання неантымікробных прэпаратаў. павязкі з карбанатам-метал-карбаматызатарам (CMC) для памяншэння памеру язваў30.
Раней было паказана, што некаторыя формы і канцэнтрацыі срэбра з'яўляюцца цытатаксічнымі in vitro 11, але гэтыя вынікі in vitro не заўсёды прыводзяць да неспрыяльных эфектаў in vivo. Акрамя таго, прагрэс у тэхналогіі выкарыстання срэбра і лепшае разуменне злучэнняў срэбра і іх канцэнтрацый у павязках прывялі да распрацоўкі многіх бяспечных і эфектыўных срэбных павязак. Аднак, па меры развіцця тэхналогіі срэбных павязак, важна разумець уплыў гэтых павязак на раневае асяроддзе 31, 32, 33. Раней паведамлялася, што павелічэнне хуткасці рээпітэлізацыі адпавядае павелічэнню долі супрацьзапаленчых макрафагаў М2 у параўнанні з прозапаленчым фенатыпам М1. Гэта было адзначана ў папярэдняй мадэлі на мышах, дзе раневыя павязкі з гідрагеля срэбра параўноўваліся з сульфадыязінам срэбра і неантымікробнымі гідрагелямі 34.
Хранічныя раны могуць праяўляць празмернае запаленне, і было заўважана, што прысутнасць лішку нейтрофілаў можа негатыўна адбівацца на гаенні ран35. У даследаванні на мышэй з дэфіцытам нейтрофілаў прысутнасць нейтрофілаў запавольвала рээпітэлізацыю. Прысутнасць лішку нейтрофілаў прыводзіць да высокага ўзроўню пратэаз і актыўных формаў кіслароду, такіх як супераксід і перакіс вадароду, якія асацыююцца з хранічнымі і павольна гаючыміся ранамі37,38. Аналагічна, павелічэнне колькасці макрафагаў, калі яно не кантралюецца, можа прывесці да запаволення гаення ран39. Гэта павелічэнне асабліва важна, калі макрафагі не могуць перайсці ад прозапаленчага фенатыпу да прозапаленчага фенатыпу, у выніку чаго раны не могуць выйсці з запаленчай фазы гаення40. Мы назіралі зніжэнне колькасці нейтрофілаў і макрафагаў у ранах, інфікаваных біяплёнкай, пасля 3 дзён лячэння ўсімі срэбнымі павязкамі, але зніжэнне было больш выяўленым пры выкарыстанні кіслародна-насычаных солевых павязак. Гэта зніжэнне можа быць прамым вынікам імуннай рэакцыі на срэбра, рэакцыі на зніжэнне біянагрузкі або таго, што рана знаходзіцца на позняй стадыі гаення, і, такім чынам, колькасць імунных клетак у ране змяншаецца. Зніжэнне колькасці запаленчых клетак у ране можа падтрымліваць спрыяльнае асяроддзе для гаення ран. Механізм дзеяння аксісоляў срэбра спрыяе гаенню, незалежнаму ад інфекцыі, незразумелы, але здольнасць аксісоляў срэбра выпрацоўваць кісларод і знішчаць шкодныя ўзроўні перакісу вадароду, медыятара запалення, можа растлумачыць гэта і патрабуе далейшага вывучэння17.
Хранічныя незагойныя інфікаваныя раны ствараюць праблему як для лекараў, так і для пацыентаў. Нягледзячы на тое, што многія павязкі сцвярджаюць пра антымікробную эфектыўнасць, даследаванні рэдка засяроджваюцца на іншых ключавых фактарах, якія ўплываюць на мікраасяроддзе раны. Гэта даследаванне паказвае, што розныя тэхналогіі срэбра маюць розную антымікробную эфектыўнасць і, што важна, розны ўплыў на асяроддзе раны і гаенне, незалежна ад інфекцыі. Нягледзячы на тое, што гэтыя даследаванні in vitro і in vivo паказваюць эфектыўнасць гэтых павязак у лячэнні раневых інфекцый і садзейнічанні гаенню, для ацэнкі эфектыўнасці гэтых павязак у клініцы неабходныя рандомізіраваныя кантраляваныя даследаванні.
Наборы дадзеных, выкарыстаныя і/або прааналізаваныя падчас гэтага даследавання, даступныя ў адпаведнага аўтара па разумным запыце.
Час публікацыі: 15 ліпеня 2024 г.